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摘 要:本文利用四川地区11个站点74-03年的温度,降水,日照等气象资料,对其气候变化特征进行分析,运用统计学系统聚类将11个站区划为4区,并分别做出这4个区的年、季各要素的年际变化曲线。
关键词:气候变化;四川;温度;降水;日照
一、背景和方法
气候变化是指气候平均状态和离差(距平)两者中的一个或两者一起出现了统计意义上的显著变化。四川省复杂的地形,造成了气候类型的多样。本文以地理位置不同的11个站点为代表站,应用1974-2003年的气象资料,并用SPSS做聚类处理后分为4个区,通过近30年4个区平均年、月气温,平均最高最低气温,平均年、月降水,以及日照等气象要素,对近30年四川省气象变化作了详细的分析。
通过分析,选取11个站的年平均气温、年平均降水、年日照实数和各站的海拔高度为聚类因子。采用HCM(系统聚类),聚类方法采用类间平均链锁法(Between-groups linkage),样本距离采用欧式距离平方(Squared Euclidean distance),并对变量进行标准化处理,采用Mean of 1标准化方法。最后输出聚类分析的树形图。
根据聚类结果可以把这11个站分为4个区,即会理、西昌为一区,代表四川南部地区;理塘、甘孜为二区,代表四川西部高原地区;宜宾、成都、南充、万源为三区,代表成都平原地区;松潘、马尔康、九龙这三个站分为第4区,代表四川北部地区。根据分区的结果,运用统计学方法,分别做出这4个区的年、季各要素的历史变化曲线,采用气象要素时间序列分析法求取各要素的线性趋势:X(t)=a0+a1t 式中a1代表要素的线性趋势变化,a10表示要素为上升趋势,分析讨论4个区年、月各气象要素的变化趋势。通过对4个区的温度、降水和日照的讨论,得出四川气候近30年的变化特征。
二、气温的变化
(一) 近30年年平均气温的变化
4个区的线性趋势变化率都为正,表示4个区的温度总体趋势是在增温。从整体上看,四川近30年间温度不是一直升高或是降低的,而是存在小的波动起伏,最明显的是成都平原地区在78-86年间,出现了明显的降温趋势。但总的趋势是变暖的,这与全球变暖的结论是一致的。
(二)4个区的年平均温度距平
4个区的正、负距平随年际波动变化。各区域的负距平多集中在1980年以前,而且3区在78-86年间为一致的负距平,说明四川地区在这段时期存在降温过程。这与陈隆勋提出的在北纬23-35度,东经100-112 度,以及浙江和福建存在一个线性变冷区,变冷中心在四川,向北伸到陕西南部和云南、贵州地区,中心变冷达到-0.2度/ 10 年,这个变冷区在90 年代开始变暖,但线性变冷中心仍然存在的结论是一致的。从90年代末期以后4个区都为较大的正距平,有很强的增温趋势。以上几点与近30年年平均温度的变化得出的结论是一致的。
(三)近30年年最高和最低气温变化
4个区的最高、最低温度的线性趋势变化率都为正,表示四川地区的年最高和最低温度都为升温。在变化过程中,也存在小的降温过程,其中3区在70年代中期到80年代中期的降温过程最为明显,这与全球变暖的结论相矛盾。最高与最低气温的变化趋势不是相同的,全川的最高气温线性趋势变化率都大于最低气温的线性趋势变化率,也就是说,四川地区最高温度变暖的趋势最大,而最低温度变暖的趋势较小。
(四)4个区近30年夏季和冬季温度的变化
冬季的线性趋势变化率都比夏季的大,可见冬季温度的升高对四川地区增暖的贡献最大,夏季最小,特别是1区的夏季,对四川的增暖有负的贡献。
三、降水的变化
(一)近30年年平均降水的变化
从总体趋势来看,四川南部地区的降水量最多,平均为1088mm;四川西部地区的降水量最少,平均为707mm。整个四川地区的降水量不是一致的增多或降低,而是具有不同步性。四川南部和西部地区的降水量增多,而成都平原和四川西北部的降水量减少。
(二)4个区的年平均降雨量距平
1、2区的降水量随年际变化有增多的趋势,而3、4区的降水量有下降的趋势。70年代中期到80年代中期,1、2区四川南部和西部地区的降水量明显偏少;90年代末期以后,降水量有所增多。3区成都平原地区从90年代开始,大多为负距平,有很明显的降水量减少的趋势。4区四川北部地区由于该区降水量本来较少,所以变化不明显。
(三)4个区近30年夏季和冬季降水量的变化
四川夏季的总体降水量都为增加趋势,而冬季的变化不是一致的。在冬季,川南和成都平原的降水量有减少趋势,而四川西部和北部有增加的趋势。
四、日照的变化
(一)近30年年日照时数的变化
4个区的年日照时数变化是一致的,都为下降趋势,也就是说整个四川省的日照时数都在减少,其中减少幅度最大的是2区,其线性趋势变化率为-8.781,减少幅度最小的是4区,线性趋势变化率为-3.829。
(二)4个区的年日照时数距平
4个区的正、负距平均随年际波动变化,日照时数的总体趋势均为一致的减少趋势。80年代中后期作为转折点,在此之前的日照时数大致都为正距平;日照时数较多;在此之后的时期,日照时数大致为负距平,日照时数偏少。这说明四川地区的日照时数的减少是在近15年发生的,并且减少趋势较大。
(三)4个区近30年夏季和冬季日照时数的变化
四川省的日照时数的变化都为一致的减少。其中,成都平原的日照时数减少趋势最大。而且,夏季的日照时数减少的幅度大于冬季。所以,夏季的日照实数变化对全川的日照减少贡献最大,冬季最小。
综上所述,总体上看,四川省的温度与全球变暖的结论是一致的。其中,成都平原的变暖趋势最大,四川南部变暖趋势最小。同时,最高与最低气温的变化趋势与年平均变化趋势一致,即总的趋势是变暖的。夏季的增温趋势不明显,对四川省的变暖贡献最小,而冬季的增温趋势最明显,对四川省的变暖贡献最大。温度的升高,对生态环境影响是巨大的,特别是对农业的影响。
四川地区的降水变化存在不同步性。总体趋势来看,四川南部和西部降水量有增加趋势;成都平原和四川北部为减少趋势。但值得注意的是,四川地区夏季的降水量为一致的增加趋势。降水量增加和减少区域的直接影响都是有正、负效应之分,各地区应该根据各区当地的变化做好防汛或者抗旱的工作,保证人民的正常生产生活。
四川省的年日照时数变化是一致的,都为减少趋势。其中,四川西部和成都平原地区的日照实数减少趋势最大,其线性趋势变化率-8.6278;四川南部地区最小,其线性趋势变化率为-3.682。日照时数的减少是从80年代中后期才发生的。四川地区的日照时数减少这除了与大气环流变化有关外,还与城市人口增多,建筑物面积与道路面积增多,工业发展等有一定的关系。日照的多少直接影响到农作物的生长发育及产量高低,四川盆地年日照时数在全国均属较少的地区,这已在不同程度上制约了四川省经济的发展,目前的日照时数的持续减少,值得我们关注。
参考文献:
[1]叶笃正、曾庆存、郭裕福(当代气候研究)。气象出版社,1991年。
[2]符淙斌。赤道太平洋海温对副热带高压长期变化的影响[J]。科学通报,1976,21(4):313-317
[3]汤懋苍,李存强,张建。青藏高原及其四周的近代气候变化高原气象,1988,7(1):39-48。
作者简介:黎旭(1987.6-),95937部队气象台;徐开峰(1976.10-),95937部队气象台。
关键词:气候变化;四川;温度;降水;日照
一、背景和方法
气候变化是指气候平均状态和离差(距平)两者中的一个或两者一起出现了统计意义上的显著变化。四川省复杂的地形,造成了气候类型的多样。本文以地理位置不同的11个站点为代表站,应用1974-2003年的气象资料,并用SPSS做聚类处理后分为4个区,通过近30年4个区平均年、月气温,平均最高最低气温,平均年、月降水,以及日照等气象要素,对近30年四川省气象变化作了详细的分析。
通过分析,选取11个站的年平均气温、年平均降水、年日照实数和各站的海拔高度为聚类因子。采用HCM(系统聚类),聚类方法采用类间平均链锁法(Between-groups linkage),样本距离采用欧式距离平方(Squared Euclidean distance),并对变量进行标准化处理,采用Mean of 1标准化方法。最后输出聚类分析的树形图。
根据聚类结果可以把这11个站分为4个区,即会理、西昌为一区,代表四川南部地区;理塘、甘孜为二区,代表四川西部高原地区;宜宾、成都、南充、万源为三区,代表成都平原地区;松潘、马尔康、九龙这三个站分为第4区,代表四川北部地区。根据分区的结果,运用统计学方法,分别做出这4个区的年、季各要素的历史变化曲线,采用气象要素时间序列分析法求取各要素的线性趋势:X(t)=a0+a1t 式中a1代表要素的线性趋势变化,a1
二、气温的变化
(一) 近30年年平均气温的变化
4个区的线性趋势变化率都为正,表示4个区的温度总体趋势是在增温。从整体上看,四川近30年间温度不是一直升高或是降低的,而是存在小的波动起伏,最明显的是成都平原地区在78-86年间,出现了明显的降温趋势。但总的趋势是变暖的,这与全球变暖的结论是一致的。
(二)4个区的年平均温度距平
4个区的正、负距平随年际波动变化。各区域的负距平多集中在1980年以前,而且3区在78-86年间为一致的负距平,说明四川地区在这段时期存在降温过程。这与陈隆勋提出的在北纬23-35度,东经100-112 度,以及浙江和福建存在一个线性变冷区,变冷中心在四川,向北伸到陕西南部和云南、贵州地区,中心变冷达到-0.2度/ 10 年,这个变冷区在90 年代开始变暖,但线性变冷中心仍然存在的结论是一致的。从90年代末期以后4个区都为较大的正距平,有很强的增温趋势。以上几点与近30年年平均温度的变化得出的结论是一致的。
(三)近30年年最高和最低气温变化
4个区的最高、最低温度的线性趋势变化率都为正,表示四川地区的年最高和最低温度都为升温。在变化过程中,也存在小的降温过程,其中3区在70年代中期到80年代中期的降温过程最为明显,这与全球变暖的结论相矛盾。最高与最低气温的变化趋势不是相同的,全川的最高气温线性趋势变化率都大于最低气温的线性趋势变化率,也就是说,四川地区最高温度变暖的趋势最大,而最低温度变暖的趋势较小。
(四)4个区近30年夏季和冬季温度的变化
冬季的线性趋势变化率都比夏季的大,可见冬季温度的升高对四川地区增暖的贡献最大,夏季最小,特别是1区的夏季,对四川的增暖有负的贡献。
三、降水的变化
(一)近30年年平均降水的变化
从总体趋势来看,四川南部地区的降水量最多,平均为1088mm;四川西部地区的降水量最少,平均为707mm。整个四川地区的降水量不是一致的增多或降低,而是具有不同步性。四川南部和西部地区的降水量增多,而成都平原和四川西北部的降水量减少。
(二)4个区的年平均降雨量距平
1、2区的降水量随年际变化有增多的趋势,而3、4区的降水量有下降的趋势。70年代中期到80年代中期,1、2区四川南部和西部地区的降水量明显偏少;90年代末期以后,降水量有所增多。3区成都平原地区从90年代开始,大多为负距平,有很明显的降水量减少的趋势。4区四川北部地区由于该区降水量本来较少,所以变化不明显。
(三)4个区近30年夏季和冬季降水量的变化
四川夏季的总体降水量都为增加趋势,而冬季的变化不是一致的。在冬季,川南和成都平原的降水量有减少趋势,而四川西部和北部有增加的趋势。
四、日照的变化
(一)近30年年日照时数的变化
4个区的年日照时数变化是一致的,都为下降趋势,也就是说整个四川省的日照时数都在减少,其中减少幅度最大的是2区,其线性趋势变化率为-8.781,减少幅度最小的是4区,线性趋势变化率为-3.829。
(二)4个区的年日照时数距平
4个区的正、负距平均随年际波动变化,日照时数的总体趋势均为一致的减少趋势。80年代中后期作为转折点,在此之前的日照时数大致都为正距平;日照时数较多;在此之后的时期,日照时数大致为负距平,日照时数偏少。这说明四川地区的日照时数的减少是在近15年发生的,并且减少趋势较大。
(三)4个区近30年夏季和冬季日照时数的变化
四川省的日照时数的变化都为一致的减少。其中,成都平原的日照时数减少趋势最大。而且,夏季的日照时数减少的幅度大于冬季。所以,夏季的日照实数变化对全川的日照减少贡献最大,冬季最小。
综上所述,总体上看,四川省的温度与全球变暖的结论是一致的。其中,成都平原的变暖趋势最大,四川南部变暖趋势最小。同时,最高与最低气温的变化趋势与年平均变化趋势一致,即总的趋势是变暖的。夏季的增温趋势不明显,对四川省的变暖贡献最小,而冬季的增温趋势最明显,对四川省的变暖贡献最大。温度的升高,对生态环境影响是巨大的,特别是对农业的影响。
四川地区的降水变化存在不同步性。总体趋势来看,四川南部和西部降水量有增加趋势;成都平原和四川北部为减少趋势。但值得注意的是,四川地区夏季的降水量为一致的增加趋势。降水量增加和减少区域的直接影响都是有正、负效应之分,各地区应该根据各区当地的变化做好防汛或者抗旱的工作,保证人民的正常生产生活。
四川省的年日照时数变化是一致的,都为减少趋势。其中,四川西部和成都平原地区的日照实数减少趋势最大,其线性趋势变化率-8.6278;四川南部地区最小,其线性趋势变化率为-3.682。日照时数的减少是从80年代中后期才发生的。四川地区的日照时数减少这除了与大气环流变化有关外,还与城市人口增多,建筑物面积与道路面积增多,工业发展等有一定的关系。日照的多少直接影响到农作物的生长发育及产量高低,四川盆地年日照时数在全国均属较少的地区,这已在不同程度上制约了四川省经济的发展,目前的日照时数的持续减少,值得我们关注。
参考文献:
[1]叶笃正、曾庆存、郭裕福(当代气候研究)。气象出版社,1991年。
[2]符淙斌。赤道太平洋海温对副热带高压长期变化的影响[J]。科学通报,1976,21(4):313-317
[3]汤懋苍,李存强,张建。青藏高原及其四周的近代气候变化高原气象,1988,7(1):39-48。
作者简介:黎旭(1987.6-),95937部队气象台;徐开峰(1976.10-),95937部队气象台。